6ES7231-0HF22-0XA0参数设置
随着市场的需求，纺织生产工艺的改变，转杯纺纱在纺织工艺过程中的应用越来越广泛。纺织企业对转杯纺纱机可靠性，易操作性提出了更高的要求。由于PLC可编程控制器可靠性高、抗干扰能力强、使用方便等优点，被广泛的应用于对转杯纺纱机的现场控制。传统的控制方式是采用开环控制，电机的运行频率通过变频器面板手工设置，这种方式存在控制精度差，人机交互性差等一系列问题，这就需要有一套更合理的控制系统来提高机器的运行精度和改善人机交互性。我们以NA400系列PLC为核心改进设计了一套控制系统，实现纺纱控制性能的提高。
1．系统构成
控制系统的构成主要是NA400CPU401-0301主机，SIEMENSMM440变频器，海泰克PWS6A00T-N触摸屏。在控制系统中主要任务是：1、通过调整变频器的频率来提高运行精度，改变纺纱工艺；2、通过人机界面来显示和设置参数。
2．程序的设计
程序设计方针是以控制程序作为主程序，PLC与变频器之间的通讯，换班，工艺计算，产量报表，号数报表，作为子程序。我们把通讯，换班，产量报表，号数报表等子程序做成标准程序模块，这样缩短了程序的开发周期，增强了程序可读性。主程序由速度信号的采集，给棉电机和引纱电机初始频率的计算，全机动作的控制，给棉电机和引纱电机频率的调整等程序组成。其中信号的采集使用PLC中的高速计数器，初始频率的计算是根据细纱号数和捻度，转杯电机的理论值进行计算，动作的控制主要是控制转杯电机、分梳辊电机、引纱电机和喂棉电机的起停顺序。给棉电机和引纱电机的转速采用闭环控制，积分调整的方式，用来满足纺纱工艺的要求。还值得一提的是在新装设备调试初始，需要进行电机转向的调整和机械调整，这就需要电机点动的控制方式，为实现这一功能，我采用通过旋钮选择点动方式，控制人机界面显示点动画面，从而进行点动控制。
系统采用RS-485进行网络通讯，RS-485是一般工业控制所经常采用的网络通讯方式。它具有能够实现多机通讯（RS-485驱动器多可接32个从站），通讯距离长，抗干扰能力强等特点。NA400CPU401-0301主机具有 RS-232通讯口，通过信号转换为RS-485的物理接口，而SIEMENSMM440变频器也都有RS-485通讯口，并且提供了自由口专用驱动指令。我们以PLC为主机，两个变频器为从机组成RS-485控制网络。每个从站被赋与唯一的本机地址。通讯采用主机轮询，从机应答的通讯方式，主机发出的信息可以被各从机接收，从机只能发出应答信息，从机间不能通信。从机接收到数据后，判断地址是否和本机地址相同，若相同则对数据进行处理后应答，若不同则不予理睬。通过通讯主要是控制给棉电机和引纱电机的起停和工作频率的修改，工作频率初值是PLC根据设定的细纱号数和棉条号数计算得出。在机器运转中，通过速度传感器检测，PLC进行计算比较，微调工作频率，使机器运转精度提高。其中需要注意的是在使用通讯进行控制变频器的起停一定注意程序的逻辑顺序，不然将会引起动作的混乱而不能达到预期的效果。
大尺寸（10.4´´）触摸屏的优点是信息量大，操作简便直观。在本系统中采用海泰克PWS6A00T-N工业级人机界面，根据需要设计了各种画面，用来输入工艺参数，显示实测参数。提供了产量报表和号数报表，画面如下
甲、乙、丙、丁班的产量分别计入各班的产量，作为当前记录，每天的产量在24点的时候，利用循环语句自动填入历史记录（包括日期）。把同一工艺的纱线产量计入号数表，号数作为填入的条件，也就是说只有在号数改变的时候，再重新记录。这项工作省去了产量记录员每天记录的麻烦，它可以记录35天的产量，其中15天是停电保持的，只有管理员才可以清零。
我们不可能要求每个技术员都能熟练查看PLC程序，能阅读英文手册，能跟据简单的报警提示就能迅速判断问题所在，也不能做到设备工程师时时在线……。假如我们是设备设计人员或是对设备进行改善，这时我们就可以做很多改进来使我们的机台更加便于操作，故障检修，使小故障由作业人员就能自己排除，大故障技术员能方便查找问题原因，少走弯路。
在此文中，本人以OMRON CS系列PLC，以及HAKKOV7系列人机界面（触摸屏）为例，来介绍一些优化PLC程序，以及触摸屏画面的方案实现机台更人性化，提高设备维修效率，降低当机时间。
方法1： 触摸屏画面中导入机械机构图及电气分布图：
现在很多触摸屏产品都支持将CAD等软件绘制的图纸直接导入到画面之中，我们在设计机台软体时可以在画面中增加机台状态图，并将各种传感器，仪表的I/O点以指示灯的形式在屏幕上反映出来（如下图1所示），这样设备故障发生在某些输入输出装置上时，我们可以很容易在屏幕上观察其状态，而不需要接入程序中监控，或是到处查找图纸，使用仪表测量了！
图1
方法2： 触摸屏画面中制作简单动画，模拟机构动作：
对于某些关键能动部件也可将手动操作制作成动画演示模式，并将输入输出点标识在相应部位，当该部件的电气部分发生故障时，可很容易在画面操作中显示出来（如下图2）。该功能对于新进人员的培训也大有裨益。
图2
方法3： 触摸屏画面中增加输入输出点列表画面：
对于一些较大型的自动化设备，由于其电气机械结构复杂，输入输出点数量较多，不适宜在以上两种方法中显示全部输入输出点，此时可采用下述的增加输入输出点列表画面的方法显示全部输入输出点状态，如下图3，4所示：
图3
图4
有了类似以上输入输出点列表的画面后，我们对于以前很多疑难问题就有了新的解决思路，比如：当故障发生在类似马达，气缸，加热管等输出执行单元不动作时，也许从报警信息中并不能直接的告诉你是哪部分故障，这时我们在输出列表中观察相对应的输出点的状态，若为ON，而执行单元没有动作则问题可能发生在伺服器，变频器，电池阀，继电器等中继单元，或者是马达，气缸，加热管等执行单元；若输出状态为OFF，则大可不必去怀疑以上各单元，而应检查输出状态不能ON的其他原因，减少不及要的检修时间。
方法4： 完善PLC程序报警项目，详细报警信息内容：
对于一台设计完善的自动化机台设备，考虑周全的自我检测与报警提示功能是必不可少的，我们在各个输入输出单元应考虑到各种电气机械故障发生的可能，并针对这些故障在PLC程序，触摸屏画面中加以检测和提示，并在报警提示信息中尽可能详细的说明故障原因和处理方法步骤，并将相对应的输入输出点提示于信息中，如下图5，6所示。
图5
图6
当发生故障报警时，按照报警提示的信息，结合前面的机构图，输入输出点状态及位置图，就可以很容易确认故障原因，这样不需要高的技术知识，或是复杂的检修过程和仪器，大部分问题就能由现场操作人员处理。
对有些遗漏的故障或报警提示信息，我们需要定期收集汇总，对软件版本不断的进行升级完善。
方法5： 将机台动作流程区块化，依动作流程处理死机问题：
很多复杂的自动化机台，由于其控制程序，电气机械结构都相当复杂，经常会发生机台无法回原点，不能正常启动，正常运转情况下不明死机（当机）等现象，此时有可能无任何报警提示信息（也是没有完善报警提示功能的原因），
面对这种故障发生的感觉就是无从下手，只能凭经验逐步排查摸索。
对于这种情况我们可以将PLC动作程序，例如回原点程序，进行分区块化设计，对于各步骤，各区块的动作流程在触摸屏画面中以流程图的形式显示出来，这样机构回原点动作若发生司机现象，即可确认是在哪一动作，或哪一部分机构，这对于问题检修有很大帮助！
综合以上几点，如果能充分利用PLC与人机界面相结合，完善程序以及各种画面，这样对于设备故障我们就不会有太多迷茫，处理故障再也不是看上去那么神秘高深的工作了！